《医学成像基础》课程教学大纲

ADDINCNKISM.UserStyle《医学成像基础》课程教学大纲（理论课程）一、课程基本信息课程号1323D08005开课单位电子信息工程学院课程名称（中文）医学成像基础（英文）FundamentalsofMedicalImaging课程性质必修考核类型考试课程学分3课程学时51课程类别学科核心课先修课程大学物理适用专业（类）智能医学工程课程描述及目标（一）课程简介《医学成像基础》是智能医学工程专业基础课之一。本课程内容主要包括医学影像成像原理概论、X线成像基本条件、模拟X线成像、数字X线成像、计算机X线成像体层摄影、磁共振成像、图像存储与通讯技术等。通过学习强调对学生的素质教育和能力培养，强调学生掌握基础理论、基本知识和基本实践技能。为后续的智能医学工程专业课程学习奠定良好的基础。（二）教学目标课程目标1：掌握模拟X线成像、数字X线成像、CT成像、MRI成像的基本概念；了解医学影像成像技术的分类，医学图像的识别，医学成像系统的评价及医学影像技术展望。课程目标2：掌握医学影像成像的基本条件；熟悉信息源，信息载体与信息接收器与信息影像的传递与形成；了解不同类型成像技术条件的差异；掌握医学影像成像的数学基础傅里叶变换。课程目标3：了解模拟X线成像，增感屏-胶片系统；掌握优质X线照片影像的获取；掌握数字图像基本概念，CR、DR与DSA的原理，CR系统的图像处理功能及临床应用，影响CR、DR与DSA影像质量的因素；熟悉CR、DR系统信息接收器的构成与作用，DSA的工作方式；了解数字图像后处理技术。课程目标4：掌握CT图像的特点及临床应用，CT成像原理及数据采集方法；熟悉CT（以及核医学成像）图像重建的原理方法及成像参数对CT图像质量的影响；掌握CT图像处理技术；能够基于滤波反投影算法对CT图像重构问题进行研究，设计实验、分析与解释数据、提供智能CT影像系统的解决方案。课程目标5：掌握磁共振成像的物理基础，图像信息的产生与图像的空间定位；熟悉磁共振重建方法影响磁共振图像质量的主要参数；了解常规脉冲序列的构成及其特点，以及磁共振血管成像的常用方法；能够基于空间编码技术和K域对磁共振图像重构进行研究，设计实验、分析与解释数据、提供智能核磁影像系统的解决方案。课程目标6：引入最新教育教学手段形成多种授课模式，充分发挥科学家精神信念引领功能。讲授智能医学工程案例的同时增加科学家事迹分享，结合历史现状与发展前景，培养学生胸怀家国天下。三、课程目标对毕业要求的支撑关系毕业要求指标点课程目标权重1-2：掌握数学与自然科学的知识，能将其用于智能医学工程问题的建模和求解。课程目标1、20.32-1：能够应用数学、医学、自然科学和工程科学的基本原理对智能医学系统中复杂工程问题进行分析、识别、特性表达。课程目标3、4、50.310-3：了解智能医学工程领域的国际发展趋势和研究热点。课程目标4、50.212-1：能认识不断探索和学习的必要性，具有自主学习和终身学习的意识。课程目标60.2四、教学方式与方法多媒体教学、翻转教室。五、教学重点与难点（一）教学重点医学成像的物理基础和数学模型。（二）教学难点CT、MRI成像原理及数学基础FFT。教学内容、基本要求与学时分配序号教学内容基本要求学时教学方式对应课程目标1第1章医学影像成像原理概论1.掌握模拟X线成像、数字X线成像、CT成像、MRI成像的基本概念。2.熟悉医学影像技术发展历程与展望。3.了解医学影像成像技术的分类，医学图像的识别，医学成像系统的评价。4讲授课程目标1、62第2章医学影像成像基本条件1.掌握医学影像成像的基本条件。2.熟悉信息源，信息载体与信息接收器，信息影像的传递与形成。3.了解不同类型成像技术条件的差异。4.医学影像成像的数学基础傅里叶变换4讲授课程目标23第3章模拟X线成像1.掌握X线管焦点的概念、焦点成像性能的主要参量，医用感光材料，增感屏的基本结构及特性，X线照片影像的密度、对比度的概念及影响因素，X线照片影像的模糊的概念及形成原因，理解X线照片的斑点及影响因素，X线照片影像的形成，。2.熟悉X线摄影及X线透视的特点，X线束的特点，散射线对照片的影响。3.了解扁平颗粒技术，X线照片影像的失真度。9讲授课程目标34第4章数字X线成像1.掌握数字图像基本概念，CR、DR与DSA的原理，CR系统的图像处理功能及临床应用，影响CR、DR与DSA影像质量的因素；2.熟悉CR、DR系统信息接收器的构成与作用，DSA的工作方式；3.了解数字图像后处理技术。9讲授课程目标35第5章计算机X线体层成像1.掌握CT图像的特点及临床应用，CT成像原理及数据采集方法；2.熟悉CT图像重建原理方法及成像参数对CT图像质量的影响；3.了解CT图像处理技术；4.能够基于滤波反投影算法对CT图像重构问题进行研究，设计实验、分析与解释数据、提供智能CT影像系统的解决方案。12讲授、演示课程目标46第6章磁共振成像1.掌握磁共振成像物理基础，图像信息产生与图像的空间定位；2.熟悉磁共振重建方法影响磁共振图像质量的主要参数；3.了解常规脉冲序列的构成及其特点，以及磁共振血管成像的常用方法。能够基于空间编码技术和K域对磁共振图像重构进行研究，设计实验、分析与解释数据、提供智能核磁影像系统的解决方案。11讲授、演示课程目标57第7章核医学成像1.熟悉核医学成像图像重建的原理方法及成像参数对核医学成像质量的影响。2讲授课程目标4合计51七、学业评价和课程考核（一）考核类型：考试考查（二）考核方式：开卷考试闭卷考试课程论文课程报告其它：（三）成绩评定：考核依据建议分值（百分比）考核/评价细则对应课程目标平时考核30%课堂互动30%微信群发布主题讨论，全体学生参与：考查学生课堂上参与主题讨论的积极性；围绕第1章、第2章的基本概念和基本理论。第1章、第2章中每一章至少发布主题讨论2次，总计3章共计6次。每参与一次课程评价记为1分，共计4次（1次诊断性评价，2次形成性评价、1次终结性评价），记为4分。少一次扣除1分。主题讨论的学生回复准确性评价细则：A：学生的回复被点赞一次得1分；B：没有点赞的记为0.5分；C：没有回复的记为0分；课程目标1、6小组作业40%自问自答类作业：考核学生对基本概念和基本理论的理解深度与广度，以小组作业的形式提交，增强学生提出问题、分析问题和解决问题的能力。根据图示信息自问自查自答题，围绕第2章-第6章内容，共计三次作业，5道大题。每道大题需提出3个问题，并给出所提问题的答案。每道大题完成度的评价分为三个等级：A：2分：所提问题与图示信息密切相关，问题之间存在清晰的逻辑并列或递进关系。B：1分：所提问题与图示信息有关，但问题之间缺少紧密联系。C：0分：所提问题与图示信息无关，提问给0分，无论是否回答正确都给0分。课程目标2小组讨论30%原理论述类作业：针对医学成像基础中X线投影、CT、MRI、超声的成像原理，围绕第3章－第7章内容，以小组讨论记录的形式提交。考核学生对实际系统的多角度综合、多因素考量能力。多角度（15%，分别以设计者、生产者、销售者、使用者等多个角度），多因素（15%，考量到社会需求、经济、社会、健康、安全、法律、文化以及环境等多个因素）。多角度考量讨论记录评价分为三个等级：A：10-15分：能够至少从设计者、生产者、销售者、使用者3-4个角度对系统进行分析；B：5-9分：能够从1-2个角度对系统进行分析；C：0-4分：少量相关度不大的分析或者没有分析。多因素考量讨论记录评价分为三个等级：A：10-15分：能够至少从社会需求、经济、社会、健康、安全、法律、文化以及环境等4-5个非技术因素维度进行系统的分析；B：5-9分：能够从2-3个非技术因素维度对系统进行分析；C：0-4分：少量相关度不大的分析或者没有分析。课程目标3、4、5期末考核70%（30%）名词解释：基于医学成像原理相关的生活、生产实际中的一些常见现象，揭示表象背后深层次的因果关系。考核学生是否能够透过表象看到事物发生发展的机理，引领学生对自然、对科学的探究，从探究中激发思考。每小题5分，共计6个小题，30分。每小题的评价细则：A：3-5分：能够给出现象和机理之间清晰的逻辑关系表述，并能对机理给予详细的解释和说明。B：1-2分：能够给出现象和机理之间一定的逻辑关系表述，并能对机理给予一定的解释和说明。C：0分：有表述，但不清晰、缺少逻辑关系。课程目标1、2（30%）简答题：考核学生对基本概念和基本理论的理解深度与广度，增强学生提出问题、分析问题和解决问题的能力。简答题共包括5道大题，每道大题6分，共计30分。每个问题的评价分三个等级细则：A.4-6分：回答概念准确，逻辑清楚，能够体现学生的知识掌握扎实，设计能力突出，有一定解决复杂工程能力的体现。B：2-4分：回答概念基本准确，逻辑较清楚，能够阐述的成像原理基本思路。C.0-2分：回答概念不准确，逻辑欠清楚，不能够阐述的成像原理基本思路。课程目标3-5（40%）医学成像基础论述题：考查学生能否对以下方面进行论述：（一）CT成像的基本思想，不同的图像重建算法；（二）论述MRI成像。考查学生是否掌握磁共振成像的物理和CT图像的特点及临床应用；论述题要体现本门课程的思政成果。论述题共包括2道大题，每道大题20分，共计40分。考量评价分为三个等级：A：15-20分：能够准确给出设计方案，至少从设计者、生产者、销售者、使用者3-4个角度对系统进行分析；B：8-14分：能够给出设计方案基本思路，能够从1-2个角度对系统进行分析；C：0-7分：少量相关度不大的分析或者没有分析。课程目标3-6八、课程目标达成评价课